如何使用 WebRTC 构建点对点视频通话应用程序？

在本文中，我们将引导您完成构建实时的点对点视频通话应用程序。我们还将了解使用 WebRTC 创建应用程序所需的各种概念。下面，让我们开始吧。

什么是 WebRTC？

WebRTC代表 Web 实时通信，它可以在不使用服务器的情况下实现对等视频通话通信。它允许连接的对等方交换音频、视频和数据。

WebRTC 技术是一个免费的、跨平台的开源项目，它通过简单的 API 为浏览器和移动应用程序提供实时通信 (RTC)功能。WebRTC 的使命是通过使用两个新的 API 扩展 HTML5 来实现网络实时通信的未来：

• RTCPeerConnection 让您可以直接与另一个点通信（WebRTC 视频通话和流媒体）。
• RTCDataChannel 允许您向另一个对等方发送消息（WebRTC 音频/视频会议和文件共享）。

WebRTC 是一项 IETF 标准，已被多种浏览器和移动应用程序（例如 Chrome、Firefox、Opera、Android 和 iOS）采用，从而能够为现有的带有实时视频聊天 API 的 VoIP 服务创建与 WebRTC 兼容的插件。

许多通信服务基于 2000 年代初的过时架构，没有利用网络技术的进步。WebRTC 是一个更好的选择，因为它允许用户连接到他们选择的任何 Web 应用程序，而无需安装额外的插件或下载软件。

对于开发人员，WebRTC API 允许他们轻松地向他们的服务添加通信功能。这是一个新的开放标准。我们可以期待看到它被用在以前难以进入的行业，如教育、医疗、政府等。

WebRTC 是如何工作的？

WebRTC 使用 HTML、JavaScript 和 API 将通信技术集成到 Web 浏览器中，旨在简化浏览器之间的音频、视频和数据通信。WebRTC API执行许多功能，例如从设备访问视频、音频和基于文本的数据，通过浏览器启动、监视和终止小工具之间的 P2P 连接（或点对点视频聊天），以及启用双向跨多个数据通道的数据传输。

WebRTC 使用 P2P 通信将实时音频、视频和数据从一个设备传输到另一个设备以连接用户。WebRTC 可以与 STUN（NAT 会话遍历实用程序）一起使用，其中用户位于具有阻止 RTC 的 NAT 防火墙的不同 IP 网络上。

但是，有些网络非常严格，甚至不能使用 STUN 服务器来转换 IP 地址。在这些情况下，WebRTC 使用 TURN 服务器在用户之间中继流量并允许他们连接。

信令交易流程

信令服务器

要在两个设备之间建立 WebRTC 连接，信令服务器必须确定如何通过互联网连接它们。信令服务器的工作是充当两个对等点之间的中介，允许它们找到并建立连接，同时尽可能少地暴露潜在的隐私信息。

让聊天服务器准备好发送信号

我们的聊天服务器通过 WebSocket API 在客户端和服务器之间以 JSON 字符串形式发送信息。为了处理注册新用户、设置用户名和发送聊天消息（使用Javascript 视频聊天应用程序）等任务，服务器支持多种消息类型。

第 1 步：首先，您需要添加函数 sendToOneUser()。它向特定用户名发送字符串化的 JSON 消息。

function sendToOneUser(target, msgString) {
  connectionArray.find((conn) => conn.username === target).send(msgString);
}

第 2 步：接下来，您需要更新主 WebSocket 消息处理程序。它在“连接”消息处理程序的末尾进行了更改：

flycommons.aar
appbase.aar
flynetwork.aar
videocompression.aar
if (sendToClients) {
  const msgString = JSON.stringify(msg);

  if (msg.target && msg.target.length !== 0) {
    sendToOneUser(msg.target, msgString);
  } else {
    for (const connection of connectionArray) {
      connection.send(msgString);
    }
  }
}

第 3 步：创建信令协议

现在我们已经创建了一种交换消息的机制，我们需要一个协议来定义这些消息的格式。

第四步：会话描述的交换

当信令过程开始时，发起呼叫的用户会创建一个报价。它包含 SDP 格式的会话描述，必须传送给接收用户，称为被叫方。

第 5 步：信号交易流程

它需要通过中介（信令服务器）在两个对等点之间传输消息。以下是处理信令消息的一些关键点：

每个用户的客户端都在网络浏览器中运行

• 每个用户的网络浏览器
• 信令服务器
• 承载聊天服务的 Web 服务器

ICE候选人交流过程

ICE 是 Interactive Connectivity Establishment 的缩写，它是网络地址转换 (NAT) 中使用的一种技术，用于为 VOIP、点对点、即时消息和其他类型的交互式媒体建立通信。通常，ICE 候选人会提供 IP 地址和端口号，从中交换数据。

STUN：它是 NAT 的会话遍历实用程序，使客户端能够发现其公共 NAT IP 地址和端口。STUN 客户端可以向 STUN 服务器发送消息以获取有关公共 IP 地址和端口的信息。

TURN：它是横向的，使用中继 NAT 使客户端能够通过中间服务器发送和接收数据。TURN 协议是 STUN 的扩展。当端点被困在不同类型的 NAT 后面或使用对称 NAT 时，通过中继服务器发送媒体可能会更容易。

它具有以下结构：

b=candidate:1 1 UDP 2130706431 192.168.1.102 1816 类型主机，

在这种情况下，UDP 指定要使用的协议，typ host 指定要使用的 ice 候选类型，host 表示候选是在防火墙内生成的。

还有一种是中继，表示这个候选可以用于防火墙外的通信。

下面列出了一些步骤：

第 1 步：分配

客户在 WebRTC 提供/回答过程中收集 ICE 的候选人。每个候选者都是一个潜在的媒体接收地址/端口。

第二步：交换

创建报价并将其交付给最终用户。客户还可以选择生成和发送他们的候选人。候选人可以包含在原始报价中，也可以在报价发送后单独发送。后者被称为涓流 ICE。

刚刚收到报价及其随附候选人的远端客户端现在将开始准备其响应。答案以与报价相同的方式生成，并创建答案 SDP。远端客户端可以将其生成的候选者打包到 SDP 中或单独发送。

第三步：验证过程

在这种情况下，每个客户端都有一个 ICE 代理处理连接管理，因为提供和回答交换发生。发送和接收所有候选人后，将开始验证过程。

第 4 步：协调

ICE 代理现在必须选择哪个候选对用于媒体流中的每个组件。第一个代理是控制代理，而第二个代理是被动代理。当 STUN 检查完成时，控制代理将在验证完成后决定使用哪个候选对。

第五步：最后一步！

一旦选择了候选对，就应该将媒体发送到客户端或从客户端发送媒体。根据连接类型，媒体可以多种方式在客户端之间传输。